２０１２ Ｎ０．３ Ｍｕｎｉｃｉｐａｌ ａｎｄ Ｐｕｂｌｉｃ Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ 市政公用建设 基于ＴｒａｎｓＣＡＤ的Ｏ Ｄ矩阵反推 实例分析 口文／杜建福 摘要：文章以观测路段交通流量为依据，应用ＴｒａｎｓＣＡＤ软件对路网进行０Ｄ矩阵推算，再 通过叠加规划年交通生戍量进行路网分配并分析规划年路段交通流量和饱和度情 况，对建设项目进行交通评价。 关键词：交通影响；ＴｒａｎｓＣＡＤ；ＯＯ矩阵；反推 １概述 在研究新建项目对周围路网的影响时，要考虑２ 方面因素，一个是所要建设的项目所产生的交通量和 吸引量对周围路网的影响，另一个是在项目未建之前， 道路网上交通流（背景交通）对路网的影响。由于背景 交通流和项目所产生的交通流互为影响且在路网上呈 现的是两者的叠加，故准确的背景交通流和项目交通 生成量叠加后的交通量是新建项目对路网影响分析准 确与否的关键。本文针对此问题，基于矩阵推算的原 理，通过采用ＴｒａｎｓＣＡＤ软件进行求解，从而对建设项 目周边路网进行评价分析。 ２ ＯＤ矩阵反推 ０Ｄ矩阵也称０Ｄ表（０表示出发地，Ｄ表示目的地）， 是交通网络中所有起点（Ｏｒｉｇｉｎ）与终点（Ｄｅｓｔｉｎａｔ－ ｉｏｎ）之问出行交换数量的表格，它反映了用户对交通 网络的基本需求，描述了特定时问段内一个交通网络 中所有起点到终点的交通出行量＿Ｊ］。ＯＤ矩阵是对交通 网络中交通需求本质的描述，在交通规划、管理、控制 和诱导中有着广泛的应用。 ０Ｄ矩阵推算是交通分配的逆过程，交通分配是在 己知０Ｄ矩阵的情况下，按照一定的原则（如最短路原 则、随机用户平衡原则等）将其分配到不同的路段上， 从而得到的交通流量，而０Ｄ矩阵推算则是通过采集 到的路段交通量以及交通分配矩阵来推算现状０Ｄ矩 阵［２］。在预测区域０Ｄ的交通生成和吸引量时，直接进行 居民出行调查需要花费大量的人力、财力以及很长的 调查准备和数据整理时间，有时甚至不可能实现，而利 用路段交通量推算ＯＤ矩阵，以其方便、省时、耗资少 等优点，越来越引起人们的重视。 ３交通评价流程 此次交通评价的过程是交通分配的逆过程，０Ｄ矩 阵推算采用极大熵模型建立，通过拉格朗日 。 变换将模 型进行简化并能够通过逐步迭代使求解能够收敛，由 于拉格朗日定理的标准式是以最小化为原则，模型简 化为 式中： 为路段流量， ＝ ￣Ｐｉ一Ｊ ｆｅｘｐ（一 Ｏ－ 九 。… Ｐ ）＝ 。 此次评价还需要对区域规划年的路网进行完善， 对交通需求进行预测，基于该项目的特点，此次交 通评价的流程见图１。 图１交通评价流程 在０Ｄ矩阵推算中，先验矩阵的作用是提供０Ｄ推 算矩阵的维数和提供０Ｄ矩阵的初始值，初次迭代完成 后，要依据先验矩阵来检验所得目标０Ｄ矩阵的合理 性。若目标矩阵某些０Ｄ对的出行量与先验矩阵的数值 相差较大，则说明推算的矩阵存在较大误差，所以，先 验ＯＤ矩阵对于矩阵推算来说至关重要。本次ＯＤ矩阵 获取是通过重力模型计算先验０Ｄ矩阵。虽然没有进行 过调查，但若知道各路段的交通阻抗和各小区的 发生、吸引量时，可以采用重力模型确定先验ＯＤ矩 阵，本次过程通过ＴｒａｎｓＣＡＤ进行。 天津建设科技Ｉ ４９ 市政公用建设 ！ ’ Ｍｕｎｉｃｉｐａｌ ａｎｄ Ｐｕｂｌｉｃ Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ — …～ ２０１２ Ｎ０．３ ４实例分析 对天津空港经济物流区的交通进行分析，采用 ＴｒａｎｓＣＡＤ软件进行模拟双层０Ｄ矩阵反推的过程。通过 调查各路段交通量，模型建模，采用ＴｒａｎｓＣＡＤ软件求 解出先验ＯＤ矩阵，再通过矩阵反推模块进行模拟过 程，得到现状交通量和饱和度情况，分析现状存在的问 题，然后加载规划年空港二期、三期项目的交通量并结 通过比较现状和规划路网的交通量和饱和度可以 得出如下结论。 １）津北路的拓宽改造提高了路段通行能力，饱和 度由１．２降至０．７９，交通拥堵有所缓解。 ２）由空港二期、三期建设产生的交通量通过叠加 分配，津汉快速路和津塘公路的饱和度均达到了０．９１。 综上所述，由于空港二期、三期开发后，产生的是 合道路网建设情况，采用随机用户均衡分配模型［４３将基 年和规划年的交通量重新分配，得到规划年的交通 稳定的交通流，所以必须提出相应的解决措施。通过分 析，采取２点措施，第一打通成林道的措施，使空港和 量和饱和度并分析解决现状交通的效果和对未来年区 域路网中的交通瓶颈问题。 通过调查，区域主要道路高峰小时交通流量见表 １，目前汉北路由于通行能力很低，造成饱和度较大，同 时津汉快速路与外环线交通也存在同样问题。 表１ 现状道路交通流量调查 Ｉ道路名称 现状流量／（辆．ｈ ） 现状饱和度 津汉快速路 ５ ９８２ Ｏ．８７ 外环线 ４ ２７０ Ｏ．７７ 津北路 ８０７ １＿２０ ．津塘公路 ３ ２８６ ０．６８ 采用ＴｒａｎｓＣＡＤ建立模型，模型建立了２０个交通 小区，其中１５个为对外交通小区，５个为内部交通小 区，采用软件中多路径交通分析模块，得到先验０Ｄ矩 阵和阻抗矩阵，进而进行交通矩阵反推，得到现状０Ｄ 矩阵。 由于目前交通路网存在东西向的交通节点且随着 空港区域二期、三期地块开发，必然会造成该节点处更 加拥堵的情况。针对该问题，提出打通津北路至外环 线，形成东西向货运通道，增设南北向交通干线，连接 津汉快速和津塘公路，完善区域路网，达到东西顺畅， 南北通达的目的。 更新模型路网并增加二期、三期区域的交通出行 小区４个，采用重力模型进行交通分布预测，将预测结 果与得到的现状０Ｄ矩阵叠加，从而得到规划年ＯＤ矩 阵，再通过用户均衡模型进行交通分配，从而得到规划 年道路交通流量及饱和度，见表２。 表２规划年道路交通量及饱和度 道路名称 现状流量／（辆・ｈ ） 现状饱和度 津汉快速路 ６ １４３ ０．９１ 外环线 ５ ５３０ ０．８２ ，津北路 ３ ９８４ ０．７９ 『津塘公路 ４ ５７０ ０．９ｌ ５０ Ｉ天津建设科技 外环线东西连通，分流津汉快速路的交通量，第二新建 南北通道连接南侧津塘二线，缓解津塘公路交通压 力。通过以上２点措施，该区域的道路网分布更加均 匀，通达性更强。 ５结语 文章结合ＴｒａｎｓＣＡＤ软件的各种分析模块，建立空 港地区的交通路网并运用０Ｄ矩阵推算的原理，求解出 该区域的０Ｄ矩阵，进而得到规划年的路网运行情况， 同时分析案例中规划路网存在的不足并提出相应的解 决方法，用以指导后续的路网建设。 口■ 参考文献： ｌＩ］Ｒａｈｉ，Ｍ．Ｙ．Ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ ｏｆ ｏｒｌｇｉｎ—ｄｅｓｔｉｎａｔｉｏｎ ｔｒｉｐ ｍａｔ— ｆｉｘ ｆｒｏｍ １ｉｎｋ ｔｒａｆｆｉＣ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ［Ｄ］．Ｗａｓｈｉｎｇｔｏｎ：Ｗａ— ｓｈｉｎｇｔｏｎ Ｓｔａｔｅ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，１９８７． ［２］Ｈａｉ Ｙａｎｇ．Ｈｅｕｒｉｓｔｉｃ ａｌｇｏｒｉｔｈｍｓ ｆｏｒ ｔｈｅ ｂｉｌｅｖｅｌ ０一Ｄ ｍａｔｒｉＸ ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ ｐｒｏｂｌｅ［Ｊ］．Ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ Ｒｅｓｅａｒｃ— ｈ，１９９５，（２９Ｂ）：２３１—２４２． ［３］张会娜．基于信任度系数的双层规划ＯＤ矩阵估计模型与算 法研究［Ｄ］．上海：同济大学，２００８． ［４］任刚．交通管理下的交通分配模型与算法［Ｍ］．南京：东南 大学出版社，２００７． 口中图分类号：Ｕ４９１．１１１ 口文献标识码：Ｃ 口文章编号：１ ００８—３１ ９７（２０１ ２）０３—４７—０４ 口收稿日期：２０１２—０２—１２ 口作者简介：杜建福／男，１９８２年出生，助理工程师，硕士，上海市 城市建设设计研究总院天津分院，从事道路设计工 作。
